巴旦木与核桃、开心果和榛子并称世界四大树坚果。其营养价值高,含有多种不饱和脂肪酸、维生素、蛋白质和矿物质等,具有很好的保健效果和药理作用。近年来,我国巴旦木的种植面积和产量受国内消费需求和国家相关政策的推动呈现逐年增加的趋势,但仍不能满足国内市场需求,每年还需从美国大量进口巴旦木。然而,采后巴旦木受到沙门氏菌感染引起的食品安全问题制约着国内外巴旦木产业的发展。如何将巴旦木中的沙门氏菌数量降低到安全水平,同时保证其食用安全和品质,是国内外巴旦木行业和生产企业亟待研究与解决的问题。本文以巴旦木主要消费品种Nonpareil为研究对象,围绕采后巴旦木先后进行了巴旦木中沙门氏菌的非致病替代菌-大肠杆菌ATCC 25922的耐热特性与射频杀菌技术等研究。具体包括:(1)利用铝制热致死加热单元(TDT单元)对比巴旦木中沙门氏菌PT 30和非致病替代菌大肠杆菌ATCC 25922的耐热性,并研究大肠杆菌ATCC 25922的耐热特性;(2)利用热特性分析仪和开放式同轴探针法,测量不同水分含量、不同温度下巴旦木仁的热特性和介电特性,计算特定频率下电磁波的穿透深度并用模拟和试验验证的方法对比研究了不同水分含量巴旦木仁在射频加热下的加热速率;(3)利用射频热处理对带壳巴旦木进行杀菌工艺研究及验证;(4)采用射频热处理对巴旦木仁进行杀菌工艺研究及验证;(5)研究射频热处理后以及贮藏期间带壳巴旦木和巴旦木仁的品质变化。通过对试验数据的分析,获得以下主要结论:(1)对比了不同水分含量巴旦木仁中的致病菌沙门氏菌PT 30和非致病替代菌大肠杆菌ATCC 25922的耐热性,并研究了大肠杆菌ATCC 25922的耐热特性。结果表明巴旦木中大肠杆菌ATCC 25922的耐热性强于沙门氏菌PT 30的耐热性。大肠杆菌ATCC 25922的D值随着热处理温度的升高而降低。不同温度热应激后,大肠杆菌ATCC25922的D值发生不同程度的增加,其中,45℃、5 min热应激后的D值最大,耐热蛋白的含量也比对照组的多,其耐热蛋白表达的相对mRNA水平变化趋势与D值的变化趋势相似。将耐热性最强的45℃、5 min预处理组在室温或低温下储藏24 h,可消除其增加的耐热性。因此,在设计有效的热杀菌方案时,必须考虑热应激引起的微生物耐热性增强的情况,以确保食品的食用安全。(2)用热特性分析仪测量了不同水分含量、温度条件下巴旦木仁的热特性参数如比热容、导热系数。用开放式同轴探针法测量了不同频率、不同水分含量、不同温度巴旦木仁的介电特性如介电常数和损耗因子。通过计算机模拟和试验验证的方法,对比了三种不同水分含量巴旦木仁在射频加热过程中的加热速率。结果表明巴旦木仁的比热容、导热系数均随温度和水分含量的升高而增加,建立的比热容、导热系数回归方程可用于预测不同水分含量、不同温度巴旦木仁的比热容和导热系数。巴旦木仁的介电常数和损耗因子在射频范围(10~300 MHz)内均随频率的增加而急剧下降,在微波范围(300~30000 MHz)内随频率的增加逐渐下降。巴旦木仁的介电常数和损耗因子均随温度和水分含量的升高而增大。建立的多项式回归模型可较好地模拟27、40、915、2450 MHz下介电常数或损耗因子与巴旦木仁温度/水分之间的关系。射频加热过程中,三种不同水分含量巴旦木仁的加热速率与用计算机模拟的加热速率数据吻合,说明了巴旦木仁的热特性和介电特性数据的可靠性。巴旦木仁的穿透深度随频率(27~2450 MHz)、水分含量(4.2%~19.6%w.b.)和温度(20℃~90℃)的增加而减小,如巴旦木仁的水分含量为11.9%w.b.、温度为60℃、频率为27 MHz时,巴旦木仁的穿透深度为90.62 cm。当频率为2450 MHz时,巴旦木仁的穿透深度仅为2.74 cm。以上结果说明射频加热的穿透深度比微波的大,更适合在保持加热均匀性的前提下进行大规模工业化杀菌处理。(3)建立了一种用射频加热系统对带壳巴旦木进行有效杀菌的工艺。射频处理前,将带壳巴旦木浸泡75 s,使壳的水分含量从5.58%w.b.增加到41.6%w.b.,仁的水分含量基本不变,静置1小时保证水分平衡。将接种大肠杆菌ATCC 25922的浸泡后的带壳巴旦木放置到筐子的冷点位置,补充未接种的浸泡后的带壳巴旦木使得整筐带壳巴旦木的重量达到1.7 kg,整筐带壳巴旦木的厚度为6 cm。在55℃热风、极板间距为10.5cm的条件下,对浸泡后的带壳巴旦木进行1.5 min的杀菌,以实现大肠杆菌ATCC 25922五个对数值的降低。在55℃热风、极板间距为12 cm的条件下,对杀菌后的带壳巴旦木干燥8.5 min,使带壳巴旦木壳的水分含量降低至5.08%w.b.。干燥后立即停止射频加热,从射频腔中取出带壳巴旦木,对3 cm厚的带壳巴旦木进行24 min强制风冷却。(4)建立并验证了一种用射频加热技术对巴旦木仁进行有效杀菌的工艺。在射频处理前,为了降低大肠杆菌ATCC 25922的耐热性,将巴旦木仁的水分含量从4.15%w.b.上调至10.01%w.b.。待其水分平衡一周后,将接种了大肠杆菌ATCC 25922的巴旦木仁放置到加热均匀性好的五层筐子(五个单层筐子L1、L2、L3、L4、L5垂直放置)的冷点位置,补充未接种的巴旦木仁使得五层筐子中每个单层筐子巴旦木仁的重量达到300 g。用72℃热风、极板间距为11 cm的射频、在射频加热过程中将五层筐子的顺序从L1、L2、L3、L4、L5调整为L5、L4、L3、L2、L1,以及72℃热风保温15 min,实现巴旦木中大肠杆菌ATCC 25922超过4个对数值减少的同时巴旦木仁的水分含量降低至7.06%w.b.。射频杀菌、干燥后将巴旦木仁从射频腔中取出,通过单层筐子强制室温冷却8 min使巴旦木仁的温度降低至30℃。(5)研究了射频热处理及贮藏期间,带壳巴旦木和巴旦木仁的品质变化。结果表明射频热处理和贮藏均会降低带壳巴旦木和巴旦木仁的水分含量,但是射频热处理后和贮藏期间带壳巴旦木的水分含量与未浸泡的带壳巴旦木相比没有显著性差异,射频热处理后巴旦木仁的水分含量与对照组相比有显著性差异。射频热处理后带壳巴旦木和巴旦木仁的平均过氧化值和游离脂肪酸值随着贮藏时间的增加而升高,但仍保持在可销售品质范围。带壳巴旦木和巴旦木仁的色泽与对照组相比无显著性差异。带壳巴旦木的脂肪酸成分与对照组相比没有显著性变化。因此,射频加热技术对浸泡后的带壳巴旦木和预处理后的巴旦木仁提供了一种实用、有效、环保的杀菌方法。